ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическая кинетика. Фотохимия из "Физическая и коллоидная химия Издание 3 1963" Основная задача химической кинетики — управление химическим процессом с целью обеспечения большой скорости реакции и максимально высокого выхода целевого продукта. [c.139] Кинетическая классификация химических реакций основана на определении числа молекул, одновременное взаимодействие которых необходимо и достаточно для возникновения и протекания данного химического процесса (молекулярность химической реакции). [c.139] Три- и более молекулярные реакции встречаются редко. [c.139] Изменение концентрации вещества во времени в процессе его химического превращения. [c.140] Из рисунка видно, что некоторым моментам времени Т[ и тг соответствуют концентрации вещества А, равные С и Сг (точки т и п яа кривой КЬ). [c.140] Знак минус ставится для обозначения того, что концентрация интересующего нас вещества в ходе химической реакции убывает. Если же прослеживать за ходом изменения концентрации одного из продуктов реакции, то эта величина во времени будет возрастать. Тогда в выражении (63) вместо минуса ставят знак плюс. [c.140] Кривая K L на рис. 37 выражает собой экспоненциальную зависимость С от т. [c.141] Если изучается изменение концентрации одного из исходных веществ, то йС1с1х 0 еслн же одного из продуктов реакции, то йС1йх 0. Скорость реакции всегда считается положительной. [c.141] Скорость химических процессов может изменяться в чрезвычайно широком интервале времени от миллионных долей секунды (некоторые взрывные реакции) до сотен тысяч лет (например, геохимические процессы формирование антрацита в геологических условиях и др.). [c.141] В данной области в основном различают два следующих типичных случая. [c.142] В водных растворах такие соединения реагируют между собой очень быстро, подобно гетерополярным веществам. [c.142] Попутно заметим, что в самой природе химических реакций заложена естественная тенденция протекать в сторону образования веществ, характеризующихся более прочными межатомными связями. Здесь имеется определенный выигрыш в энергии. Чем этот выигрыш больше, тем при прочих равных условиях скорость реакции выше. Подобные явления особенно ясно выражены у взрывчатых химических соединений. [c.142] Наконец, отметим, что форма молекул и их геометрическая ориентация в веществе также оказывают существенное влияние на скорость химической реакции (пространственный или стерический )актор). [c.142] В промышленности широко используется пылевидное топливо. Распыление жидкого топлива (нефти) при помощи специальных форсунок весьма убыстряет процесс сгорания этого топлива. [c.143] Огромное число реакций как в лабораторных условиях, так и в промышленном масштабе осуществляется именно в растворах. Химический анализ также в большинстве случаев проводится с веществами, находящимися в растворе. Этим объясняется обилие всевоз.можных склянок с растворами, которые обычно бывают в любой аналитической лаборатории. В промышленности фигурируют огромные резервуары-реакторы и т. д. [c.143] Следует отметить, что и в случае реакций в растворе характер взаимодействующих частиц играет существенную роль. Так, реакции между свободными (гидратированными) ионами в растворах, как уже отмечалось выше, протекают чрезвычайно быстро. Неэлектролиты и слабые электролиты взаимодействуют медленнее (например, образование сложных эфиров, нитрование бензола и тому подобные реакции). [c.143] Вещества в газообразном или парообразном состоянии взакг модействуют между собой особенно быстро. Например, бензин, налитый в чашку сплошным слоем, медленно и спокойно сгорает коитяшим пламенем. Тот же бензин, но в парообразном состоянии, в смеси с воздухом при воспламенении дает взрыв. Подобные взрывы возможны при неосторожном обращении с огнеопасными легколетучими веществами (бензином, эфиром и т. п.) вблизи открытого огня. Паровоздушная бензиновая смесь используется в качестве рабочего горючего в двигателях внутреннего сгорания. Далее, смеси газообразных водорода или метана СН с кислородом или воздухо.м весьма взрывоопасны. Взрывчаты и газовые смеси Нг-f СЬ и т. д. [c.143] На рис. 38 в виде кривой КМ/У представлено энергетическое состояние двухатомной молекулы как функция расстояния между атомными ядрами. Молекула имеет. минимальный запас энергии при некотором определенном ( нормальном ) расстоянии между атомами (точка М на кривой) . [c.144] При отступлении от нормального расстояния между атомами энергия молекулы увеличивается. При сближении атомов она повышается резко (отрезок кривой МК), а при их раздвижении постепенно возрастает по кривой МА. Чем больше расстояние /, тем выше энергия молекулы. Такие дезорганизованные молекулы, находящиеся в возбужденно.м состоянии, отличаются своей неустойчивостью и химической активностью. [c.144] Достаточно сильное возбуждение молекулы может привести ее к распаду (диссоциации) на отдельные атомы. При этом реакционная способность вещества достигает максимума. Энергия диссоциации на рисунке условно представлена отрезком прямой . [c.144] Вернуться к основной статье